Construir un Convertidor de Energía
Alineada a HS-PS3-3, de los Estándares de Ciencias de Próxima Generación (NGSS).
Qué enseña esta lección
Todo dispositivo que realiza trabajo convierte energía de una forma a otra, pero nunca al 100 por ciento porque siempre se escapa algo de energía como calor. La eficiencia es la energía útil de salida dividida entre la energía total de entrada. Un buen diseño aumenta la parte útil mientras respeta límites de costo, tamaño y materiales.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Un motor pequeño consume 50 J de energía eléctrica y levanta un peso, realizando 30 J de trabajo mecánico útil; los otros 20 J salen como calor y sonido. Su eficiencia es 30/50 = 0.60, o sea 60 por ciento.
Ejemplo 2
Ningún convertidor llega al 100%. El motor de un coche anda cerca del 25%, y la mayor parte de la energía del combustible se va como calor por el radiador y el escape.
Ejemplo 3
Los 20 J de calor no son energía desperdiciada en el sentido físico — siguen siendo energía, solo en una forma con la que nada puede hacer trabajo útil.
Preguntas de práctica
- Nombra la forma de energía de entrada y la forma útil de salida de una celda solar.
- Un generador convierte 200 J de energía de movimiento en 140 J de energía eléctrica. Calcula su eficiencia y di a dónde se fue la energía faltante.
- Diseña un dispositivo que convierta la energía de agua que cae en energía eléctrica, y describe un cambio que aumentaría su eficiencia.
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